TPS55189-Q1 是一款同步降壓-升壓轉換器，針對將電池電壓或適配器電壓轉換為電源軌進行了優化。TPS55189-Q1 集成了四個 MOSFET 開關，為 USB 供電 （USB PD） 應用提供了緊湊的解決方案。

TPS55189-Q1 具有高達 27V 的輸入電壓能力。通過 I2C 接口，TPS55189-Q1 的輸出電壓可以在 0.8V 至 22V 范圍內編程，步長為 10mV。當工作在升壓模式下時，它可以從 12V 輸入電壓提供 60W 的功率。它能夠從 9V 輸入電壓提供 45W 的功率。
*附件：tps55189-q1.pdf

TPS55189-Q1 采用平均電流模式控制方案。開關頻率可通過外部電阻器在 200kHz 至 2.2MHz 范圍內編程，并可與外部時鐘同步。TPS55189-Q1 還提供可選的擴頻，以最大限度地降低峰值 EMI。

TPS55189-Q1 提供輸出過壓保護、平均電感電流限制、逐周期峰值電流限制和輸出短路保護。TPS55189-Q1 還通過在持續過載條件下的可選輸出電流限制和打嗝模式保護確保安全運行。

TPS55189-Q1 可以使用具有高開關頻率的小電感器和小電容器。它采用 3.0mm × 5.0mm QFN 封裝。

特性

• 符合 AEC-Q100 標準：
  • 器件溫度等級 1：-40°C 至 +125°C 環境工作溫度范圍
• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系統設計的文檔
• 可編程電源 （PPS） 支持 USB 供電 （USB PD）
  • 寬輸入電壓范圍：3.0V 至 27V（絕對最大值 .42V）
  • 可編程輸出電壓范圍：0.8V 至 22V，步長為 10mV
  • ±1% 基準電壓精度
  • 可調節的輸出電壓補償，用于電纜上的電壓下降
  • 可編程輸出電流限制高達 6.35A，步長為 50mA
  • ±5% 精度的輸出電流監控
  • I2C 接口
• 在整個負載范圍內具有高效率
  • VIN = 12V、VOUT = 20V 和 IOUT = 3A 時效率為 96%
  • 輕負載時的可編程 PFM 和 FPWM 模式
• 避免頻率干擾和串擾
  • 可選時鐘同步
  • 200kHz 至 2.2MHz 的可編程開關頻率
• EMI 抑制
  • 可選的可編程擴頻
  • 無鉛封裝
• 豐富的保護功能
  • 輸出過壓保護
  • 用于輸出短路保護的打嗝模式
  • 熱關斷保護
  • 8A 平均電感電流限制
• 小解決方案尺寸
  • 最大開關頻率高達 2.2MHz
  • 3.0mm × 5.0mm HotRod? QFN 封裝

參數

方框圖

概述

TPS55189-Q1是一款集成了四個MOSFET開關的同步升降壓（Buck-Boost）DC-DC轉換器，適用于USB電源傳輸（USB PD）、車載充電器、無線充電器等多種應用。該轉換器支持寬輸入電壓范圍（3.0V至27V），可編程輸出電壓范圍（0.8V至22V），并具有I2C接口以實現靈活的配置和控制。

主要特性

性能參數

• ?輸入電壓范圍?：3.0V至27V（絕對最大值為42V）
• ?輸出電壓范圍?：0.8V至22V，步長為10mV
• ?輸出電流?：最大8A，可編程輸出電流限制
• ?開關頻率?：可編程范圍從200kHz至2.2MHz
• ?效率?：高達96%（在VIN=12V, VOUT=20V, IOUT=3A條件下）

功能特點

• ?I2C接口?：支持通過I2C總線進行靈活的配置和控制
• ? 可編程電源供應（PPS） ?：支持USB PD應用
• ?升降壓轉換?：可根據輸入和輸出電壓自動切換工作模式（Buck、Boost或Buck-Boost）
• ?多種保護功能?：包括過壓保護、短路保護、熱關斷等
• ?小型封裝?：采用3.0mm x 5.0mm HotRod? QFN封裝

應用領域

• 車載充電器
• USB PD
• 無線充電器
• 車載信息娛樂系統和儀表盤
• 車載后照明
• 高級駕駛輔助系統（ADAS）

功能描述

控制與調節

• ?平均電流模式控制?：簡化環路補償，提供快速的負載瞬態響應
• ?可編程輸出電壓?：通過I2C接口設置內部參考電壓，實現輸出電壓的精確控制
• ?可編程輸出電流限制?：通過外部電流感應電阻設置輸出電流限制

保護機制

• ? 過壓保護（OVP） ?：當輸出電壓超過設定閾值時，自動關斷高側MOSFET以防止損壞
• ?短路保護?：采用打嗝模式（Hiccup Mode）在輸出短路時減少功率組件的發熱
• ?熱關斷?：內部結溫超過175°C時自動關斷，防止過熱損壞

可配置性

• ?工作模式選擇?：支持PWM和PFM模式，輕載時可自動或強制切換到PFM模式以提高效率
• ?時鐘同步?：可選的時鐘同步功能，減少頻率干擾和串擾
• ?擴頻功能?：可選的擴頻功能，降低EMI

應用指南

典型應用電路

• 提供詳細的典型應用電路圖，包括輸入/輸出電容、電感、電流感應電阻等的選擇建議
• 支持使用小尺寸、低ESR的陶瓷電容器以優化性能

布局與熱設計

• 推薦使用多層PCB設計，并在電源組件下方放置固體GND平面以提高熱性能
• 關鍵組件（如輸入/輸出電容、電感）應靠近TPS55189-Q1放置，以最小化寄生電感
• 使用熱過孔將熱量從封裝傳遞到PCB的GND平面

文檔與支持

• 提供詳細的數據手冊，包括電氣特性、功能框圖、應用曲線和布局指南
• 支持使用TI的WEBENCH? Power Designer進行自定義設計，簡化設計流程
• TI E2E?支持論壇提供快速、經驗證的設計幫助和解決方案

TPS55189-Q1以其高性能、靈活性和小型封裝特性，成為需要寬輸入電壓范圍和可編程輸出特性的升降壓轉換應用的理想選擇。